维持细胞内渗透压及酸碱平衡
钾是细胞内的主要阳离子，对维持细胞内渗透压起重要作用。正常情况下，细胞内钾浓度约为150-160mmol/L，细胞外约为3.5-5.0mmol/L，这种浓度差的维持对于细胞的正常代谢、兴奋性等功能至关重要。在酸碱平衡方面，当机体发生酸碱平衡紊乱时，钾离子可与细胞外的氢离子等进行交换，参与酸碱失衡的调节。例如，代谢性酸中毒时，细胞外液氢离子浓度升高，氢离子进入细胞内，而细胞内的钾离子则转移到细胞外，以维持电中性；反之，代谢性碱中毒时则相反。
参与糖、蛋白质代谢
在糖代谢中，胰岛素促进细胞摄取葡萄糖时，需要钾离子进入细胞内，从而参与糖的氧化供能等过程。当体内胰岛素分泌不足时，糖代谢紊乱，同时钾代谢也会出现异常。在蛋白质合成中，蛋白质合成过程需要钾离子的参与，细胞合成蛋白质时，钾离子会进入细胞内，以维持细胞内的离子环境有利于蛋白质的合成。例如，在生长发育中的儿童，蛋白质合成活跃，需要充足的钾来保证正常的生理过程；对于患有消耗性疾病的患者，若蛋白质大量分解，也需要注意钾的补充来维持钾代谢平衡。
维持神经肌肉的兴奋性
钾离子对神经肌肉的兴奋性有重要影响。神经肌肉的兴奋性与细胞内外钾离子的浓度差密切相关。当细胞外钾离子浓度轻度降低时，神经肌肉的兴奋性增高，可出现手足抽搐等表现；而当细胞外钾离子浓度严重降低时，神经肌肉的兴奋性降低，可出现肌肉无力、弛缓性麻痹等症状。对于不同年龄的人群，这种影响有所不同。儿童的神经系统发育尚未完全成熟，对钾离子浓度变化更为敏感，当发生低钾时更易出现神经肌肉功能的异常表现，如哭闹不安、肌肉无力等；老年人由于机体功能衰退，神经肌肉对钾离子浓度变化的调节能力下降，也需特别关注钾离子水平对神经肌肉兴奋性的影响。
维持心肌正常功能
钾离子对心肌的电生理活动有着重要作用。心肌细胞的静息电位取决于细胞膜内外的钾离子浓度差，钾离子外流形成静息电位。心肌的自律性、传导性和收缩性都与钾离子密切相关。正常的血钾浓度对于维持心肌的正常节律、保证心脏的正常收缩和舒张功能是必需的。例如，低钾血症时可导致心律失常，如房性早搏、室性早搏等，严重时可出现室性心动过速、心室颤动等危及生命的心律失常；而高钾血症时可引起心肌兴奋性降低，出现传导阻滞等心电图改变，如P波消失、QRS波增宽等。对于患有心血管疾病的患者，如冠心病、心肌病等，其心肌细胞的功能本身就可能存在一定异常，此时血钾水平的波动对心肌功能的影响更为显著，需要严格监测和维持血钾在正常范围内。